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Up to [Isaki's NoNo m68k/m88k emulator] / nono / m680x0|
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1.1 root 1: //
2: // nono
1.1.1.3 root 3: // Copyright (C) 2020 nono project
4: // Licensed under nono-license.txt
1.1 root 5: //
6:
1.1.1.8 root 7: #include "mpu680x0.h"
1.1 root 8: #include "m68030mmu.h"
1.1.1.8 root 9: #include "mainbus.h"
1.1 root 10:
11: #define TIA (0)
12: #define TIB (1)
13: #define TIC (2)
14: #define TID (3)
15: #define FCL (4) // 便宜上ね
16: #define MAX_LV (5)
17:
18: // ディスクリプタタイプ
19: #define GET_DT(x) (x & 0x03)
20: #define DT_INVALID (0)
21: #define DT_PAGE (1)
22: #define DT_VALID4 (2)
23: #define DT_VALID8 (3)
24:
25: // ディスクリプタ
26: #define MMU_DESC_S (0x00000100)
27: #define MMU_DESC_CI (0x00000040)
1.1.1.4 root 28: #define MMU_DESC_M (0x00000010)
29: #define MMU_DESC_U (0x00000008)
1.1 root 30: #define MMU_DESC_WP (0x00000004)
31: #define MMU_DESC_DT (0x00000003)
32:
33: // エントリの状態
34: enum ATCtype {
35: INVALID,
36: NORMAL,
37: EARLY,
38: INDIRECT,
39: };
40:
41: //
42: // デバッグ表示
43: //
44:
45: // デバッグ表示のため値の表示に必要な桁数を返す
46: #define NIBBLE(x) ( (x) == 0 ? 1 : ((x) + 3) / 4 )
47:
1.1.1.6 root 48: // インデント付き string_format
49: static std::string indent_format(int indent, const char *fmt, ...)
50: __printflike(2, 3);
51: static std::string
52: indent_format(int indent, const char *fmt, ...)
1.1 root 53: {
54: va_list ap;
1.1.1.6 root 55: char *buf;
1.1 root 56:
57: va_start(ap, fmt);
1.1.1.6 root 58: vasprintf(&buf, fmt, ap);
1.1 root 59: va_end(ap);
60:
1.1.1.6 root 61: std::string rv(indent, ' ');
62: rv += buf;
63: free(buf);
1.1 root 64:
1.1.1.6 root 65: return rv;
66: }
1.1 root 67:
1.1.1.9 root 68: #define MMULOG(lv, indent, arg...) do { \
69: if (__predict_false(loglevel >= (lv))) { \
70: cpu->putlogf(lv, [&, lam_func = __func__] { \
71: (void)lam_func; \
72: return indent_format(indent, arg); \
73: }); \
74: } \
75: } while (0)
1.1 root 76:
77: // テーブルサーチ操作クラス
1.1.1.3 root 78: class m68030MMU final
1.1 root 79: {
80: public:
1.1.1.11! root 81: m68030MMU(MPU68030Device *, int loglevel_);
1.1.1.8 root 82: ~m68030MMU();
1.1 root 83:
84: // サーチを実行
1.1.1.10 root 85: void search(int level, busaddr laddr);
1.1 root 86:
87: // ATC にエントリを作成
88: void make_atc(m68030ATCLine *);
89:
90: // ATC にエントリを作成 (デバッガアクセス用)
1.1.1.9 root 91: busaddr make_atc_debugger() const;
1.1 root 92:
93: private:
94: // リミットチェック
95: bool limitcheck() const;
96:
97: // ディスクリプタを取得
98: bool fetch_desc(uint32, int);
99:
100: // ディスクリプタを表示用に (デバッグ用)
101: std::string sprintf_desc();
102:
103: // ディスクリプタタイプ文字列 (デバッグ用)
104: const char *dtname(uint32 dt);
105:
106: public:
1.1.1.9 root 107: ATCtype m_type {}; // 状態
108: bool m_s {}; // S ビット
109: bool m_wp {}; // WP ビット
110: bool m_ci {}; // CI ビット
111: bool m_m {}; // ページディスクリプタの M が立っているか
112: bool m_lim {}; // サーチ中にリミットを越えた
113: bool m_berr {}; // テーブルサーチ中にバスエラー
114: bool m_ptest {}; // PTEST[RW] 命令中なら真
115: bool m_debugger {}; // デバッガからのアクセスなら true にする
116: int x {}; // 段数 TIA〜TID, FCL
117: uint32 m_lastaddr {}; // 最後にアクセスしたディスクリプタアドレス(PTEST)
1.1.1.8 root 118: private:
1.1.1.9 root 119: int m_lv[MAX_LV] {};
120: uint32 m_desc1 {}; // ディスクリプタ
121: uint32 m_desc2 {}; // ロングディスクリプタの後半部
122: int m_descsize {}; // ディスクリプタサイズ (4 or 8)
123: int m_lastsize {}; // 前段のディスクリプタサイズ
1.1 root 124:
125: // デバッグ用文字列
126: static const char * const m_lvname[MAX_LV];
127:
1.1.1.9 root 128: int loglevel {};
129:
1.1.1.11! root 130: MPU68030Device *cpu;
1.1 root 131: };
132:
133: // 現在の TC:E、TT:E の状態に応じてアドレス変換の有無を切り替える。
134: // mmu_enable ならアドレス変換ありのバスアクセスを使う。see m68030bus.cpp
135: void
1.1.1.11! root 136: MPU68030Device::mmu_enable_changed()
1.1 root 137: {
138: bool enable;
139:
140: // TC、TT0、TT1 のいずれかが有効ならアドレス変換あり
141: enable = (mmu_tc.e || mmu_tt[0].e || mmu_tt[1].e);
142:
143: // 変化した時だけ
144: if (mmu_enable && !enable) {
145: // 無効にする
146: mmu_enable = false;
1.1.1.8 root 147: putlog(1, "MMU Translation Disabled");
1.1 root 148: } else if (!mmu_enable && enable) {
149: // 有効にする
150: mmu_enable = true;
1.1.1.8 root 151: putlog(1, "MMU Translation Enabled");
1.1 root 152: }
153: }
154:
155:
156: //
157: // レジスタクラス
158: //
159:
1.1.1.8 root 160: bool
1.1.1.11! root 161: MPU68030Device::SetSRP(uint32 h, uint32 l)
1.1 root 162: {
1.1.1.8 root 163: if ((h & m68030RP::DT_MASK) == 0) {
164: return false;
165: }
1.1 root 166: reg.srp.h = h & m68030RP::H_MASK;
167: reg.srp.l = l & m68030RP::L_MASK;
1.1.1.8 root 168: return true;
1.1 root 169: }
170:
1.1.1.8 root 171: bool
1.1.1.11! root 172: MPU68030Device::SetCRP(uint32 h, uint32 l)
1.1 root 173: {
1.1.1.8 root 174: if ((h & m68030RP::DT_MASK) == 0) {
175: return false;
176: }
1.1 root 177: reg.crp.h = h & m68030RP::H_MASK;
178: reg.crp.l = l & m68030RP::L_MASK;
1.1.1.8 root 179: return true;
1.1 root 180: }
181:
182: void
1.1.1.11! root 183: MPU68030Device::SetTT(int n, uint32 data)
1.1 root 184: {
185: uint32 lbase;
186: uint32 lmask;
187: uint32 sbase;
188: uint32 smask;
189:
1.1.1.10 root 190: // ハッシュから TT#n の成分を一旦クリアする。
191: if (mmu_tt[n].e) {
192: // 変更前の TT#n にマッチして、現在の TT#(1-n) にマッチしない
193: // アドレスブロックに対応する 4096 エントリをクリア。
194: for (int fc = 0; fc < 8; fc++) {
195: auto *table = atc.fctables[fc];
196: if (table) {
197: busaddr laddr = busaddr(0) | busaddr::FC(fc);
198: for (int i = 0; i < 256; i++) {
199: // XXX R/W は?
200: if (mmu_tt[n].Match(laddr) &&
201: mmu_tt[1 - n].Match(laddr) == false)
202: {
203: uint32 baseidx = i << (24 - 12);
204: memset(&table->hash[baseidx],
205: m68030ATCTable::HASH_NONE, 4096);
206: }
207: laddr += 0x0100'0000;
208: }
209: }
210: }
211: }
212:
1.1 root 213: // マスクしてレジスタイメージにセット
214: reg.tt[n] = data & m68030TT::MASK;
215:
216: // data を分解してメンバにセット。
217: //
218: // 3 2 1 0
219: // 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
220: // +---------------+---------------+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-----+-+-----+
221: // |LogicalAddrBase|LogicalAddrMask|E| |C|R|M| | FCB | | FCM |
222: // +---------------+---------------+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-----+-+-----+
223:
224: mmu_tt[n].e = (data & m68030TT::E);
225: mmu_tt[n].ci = (data & m68030TT::CI);
226:
227: // 下位ロングワード
228: // ・lbase は比較先アドレスで、ff000000の位置。
229: // ・lmask はアドレスマスク。%1 が無視を表しているので NOT しておく。
230: //
231: // target AAAAAAAA xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx : Aは論理アドレス
232: // ^ : xは不問
233: // lbase BBBBBBBB 00000000 00000000 00000000 : Bは論理アドレスベース
234: // &
235: // lmask MMMMMMMM 00000000 00000000 00000000 : Mは論理アドレスマスク
236: //
237: lbase = (data & m68030TT::LBASE_MASK);
238: lmask = (~data & m68030TT::LMASK_MASK) << 8;
239:
240: // 上位ロングワード
241: // ・E ビットは位置はどこでもいいので TT:E ビットの
242: // 位置をそのまま使用する。target 側のこの位置は必ずビットが落ちている
243: // ため base 側にビットを立てておくと必ず不一致になることを利用して、
244: // E ビットの評価も一度に行う。
245: // ・RW ビットは SSW の RW と比較するので、SSW_RW のビット位置を使う
1.1.1.8 root 246: // (0x00000040 の位置)。TT:RW も SSW_RW も Read が %1。
1.1 root 247: // ・RWM が %1 なら R/W は無視、RWM が %0 なら R/W の一致も検査するので
248: // RWM が %0 の時は RW のマスクビットを立てておく。
1.1.1.9 root 249: // ・FC は busaddr の配置に合わせて1ビット左シフトしたところを使う。
1.1 root 250: // ・FCMask は %1 が無視を表しているので NOT しておく。
251: //
1.1.1.9 root 252: // target 00000000 00000000 00000000 0R00FFFS : R はアクセス R/~W
1.1 root 253: // ^ : F はアクセス FC
1.1.1.9 root 254: // : S は FC2 のコピー
255: // base 00000000 00000000 E0000000 0R00FFF0 : R は期待する R/~W
1.1 root 256: // & : F は期待する FC
257: // : E は ~TT:E
1.1.1.9 root 258: // mask 00000000 00000000 10000000 0M00CCC0 : M は R/~W マスク
1.1 root 259: // : C は FC マスク
1.1.1.8 root 260: sbase = ~data & m68030TT::E;
261: sbase |= (data & m68030TT::RW) >> 3;
1.1.1.9 root 262: sbase |= (data & m68030TT::FCBASE_MASK) >> 3;
1.1 root 263: smask = m68030TT::E;
264: if ((data & m68030TT::RWM) == 0) {
1.1.1.11! root 265: smask |= M68030::SSW_RW;
1.1 root 266: }
1.1.1.9 root 267: smask |= (~data & m68030TT::FCMASK_MASK) << 1;
1.1 root 268:
269: mmu_tt[n].base = lbase | (((uint64)sbase) << 32);
270: mmu_tt[n].mask = lmask | (((uint64)smask) << 32);
271:
1.1.1.10 root 272: // 更新後にこの TT が有効ならハッシュも更新。
273: if (mmu_tt[n].e) {
274: // この TT#n にマッチするアドレスブロックに対応する 4096 エントリを
275: // TT 印にする。
276: for (uint fc = 0; fc < 8; fc++) {
277: auto *table = atc.fctables[fc];
278: if (table) {
279: busaddr laddr = busaddr(0) | busaddr::FC(fc);
280: for (uint i = 0; i < 256; i++) {
281: // XXX R/W は?
282: if (mmu_tt[n].Match(laddr)) {
283: uint32 baseidx = i << (24 - 12);
284: memset(&table->hash[baseidx],
285: m68030ATCTable::HASH_TT, 4096);
286: }
287: laddr += 0x0100'0000;
288: }
289: }
1.1 root 290: }
291: }
292:
293: mmu_enable_changed();
294: }
295:
1.1.1.5 root 296: // アクセスがこの TT とマッチするか調べる。
1.1.1.9 root 297: // laddr の上位ワードはそのまま使える。
298: // 下位32ビットが論理アドレス (下24ビットは呼び出し側でマスクしなくてよい)。
1.1.1.5 root 299: // この TT が有効でアドレスがマッチすれば true を返す。
300: // (TT:E は演算に織り込んである、このすぐ上の SetTT() のコメント参照)
1.1 root 301: bool
1.1.1.9 root 302: m68030TT::Match(busaddr laddr) const
1.1 root 303: {
1.1.1.9 root 304: bool rv = (((laddr.Get() ^ base) & mask) == 0);
1.1 root 305: return rv;
306: }
307:
308: // 成功すれば true、MMU 構成例外が起きる場合は false を返す。
309: // 呼び出し側で例外を起こすこと。
310: bool
1.1.1.11! root 311: MPU68030Device::SetTC(uint32 data)
1.1 root 312: {
313: // マスクしてレジスタイメージにセット
314: reg.tc = data & m68030TC::MASK;
315:
316: // data を分解してメンバにセット
317: mmu_tc.Set(data);
318:
319: // 有効にする場合は一貫性を確認
320: if (mmu_tc.e) {
321: if (mmu_tc.Check() == false) {
322: // エラーなら E をクリアして MMU 構成例外。
323: // (例外処理自体は呼び出し側で行う)
1.1.1.9 root 324: mmu_tc.e = false;
1.1 root 325: mmu_enable_changed();
326: return false;
327: }
328: }
329:
330: // マスクをあらかじめ用意しておく
331: mmu_tc.MakeMask();
332:
1.1.1.10 root 333: // ATC でも PS を覚えておく必要がある。
334: for (int i = 0; i < countof(atc.tables); i++) {
335: auto *table = atc.tables[i].get();
336: table->ps4k = mmu_tc.ps - 12;
337: }
338:
1.1 root 339: // TC:E が変更されていればスイッチ更新
340: mmu_enable_changed();
341: return true;
342:
343: }
344:
345: // TC レジスタへの書き込み値を m68030TC クラスにセットする。
346: void
347: m68030TC::Set(uint32 data)
348: {
349: e = data & TC_E;
350: sre = data & TC_SRE;
351: fcl = data & TC_FCL;
352: tid = (data) & 0x0f;
353: tic = (data >>= 4) & 0x0f;
354: tib = (data >>= 4) & 0x0f;
355: tia = (data >>= 4) & 0x0f;
356: is = (data >>= 4) & 0x0f;
357: ps = (data >>= 4) & 0x0f;
358: }
359:
360: // 現在の値が MMU 構成例外になるなら false を返す。
361: bool
362: m68030TC::Check() const
363: {
364: if (ps < 8)
365: return false;
366: if (tia == 0)
367: return false;
368: if (tib == 0 && (tic > 0 || tid > 0))
369: return false;
370: if (tic == 0 && tid > 0)
371: return false;
372: if (ps + is + tia + tib + tic + tid != 32)
373: return false;
374:
375: return true;
376: }
377:
378: // 論理マスク、ページマスクを作成。(テーブルサーチで参照される)
379: void
380: m68030TC::MakeMask()
381: {
382: // lmask (論理マスク) は TIA〜TID 部分のマスク。
383: // pgmask (ページマスク) は PS 部分のマスク。
384: //
385: // 例えば IS=$8, TIA=$3, TIB=$4, TIC=$4, TID=$0, PS=$d
386: // (X68030 IPL 内の MMU 判定のケース) なら
387: //
388: // 3 2 1 0
389: // 10987654 32109876 54321098 76543210
390: // +--------+--------+--------+--------+
391: // |IIIIIIII AAABBBBC CCCPPPPP PPPPPPPP|
392: // +--------+--------+--------+--------+
393: // lmask = 00000000 11111111 11100000 00000000
394: // pgmask = 00000000 00000000 00011111 11111111
395: lmask = (1 << (tia + tib + tic + tid)) - 1;
396: lmask <<= ps;
397: pgmask = (1 << ps) - 1;
398:
399: // アドレスを (IS,) TIA 〜 TID に分解。
400: //
401: // TIA=$C, TIB=$A, (TIC = TID = 0), PS=$A の場合以下のようにする。
402: // 使ってない TIC, TID については tix[TIC] == 0 で判断する。
403: //
404: // A B PS
405: // +----------------+--------------+--------------+
406: // $00A01A00 | 0000 0000 1010 | 0000 0001 10 | xx xxxx xxxx |
407: // +----------------+--------------+--------------+
408: // shift[TIA]=20 shift[TIB]=10
409: // mask[TIA]=0xfff mask[TIB]=0x3ff
1.1.1.10 root 410: uint sh = ps;
1.1 root 411: for (int i = TID; i >= TIA; i--) {
412: if (tix[i] > 0) {
413: shift[i] = sh;
414: mask[i] = (1 << tix[i]) - 1;
415: sh += tix[i];
416: }
417: }
418: }
419:
420: void
1.1.1.11! root 421: MPU68030Device::SetMMUSR(uint16 data)
1.1 root 422: {
423: reg.mmusr = data & m68030MMUSR::MASK;
424: }
425:
1.1.1.11! root 426: // リセット例外の CPU 固有部分。
! 427: void
! 428: MPU68030Device::ResetMMU()
! 429: {
! 430: SetTC(GetTC() & ~m68030TC::TC_E);
! 431: SetTT(0, GetTT(0) & ~m68030TT::E);
! 432: SetTT(1, GetTT(1) & ~m68030TT::E);
! 433: }
! 434:
1.1 root 435:
436: //
437: // ATC
438: //
1.1.1.10 root 439: // 今となっては独立したクラスである必要はなくなっているが、これを
1.1.1.11! root 440: // MPU68030Device にマージするとパフォーマンスが下がるので維持してある。
1.1.1.10 root 441: //
1.1 root 442:
443: // コンストラクタ
1.1.1.11! root 444: m68030ATC::m68030ATC(MPU68030Device *cpu_)
1.1.1.8 root 445: {
446: cpu = cpu_;
1.1.1.9 root 447:
1.1.1.10 root 448: tables[0].reset(new m68030ATCTable(cpu, 1));
449: tables[1].reset(new m68030ATCTable(cpu, 2));
450: tables[2].reset(new m68030ATCTable(cpu, 5));
451: tables[3].reset(new m68030ATCTable(cpu, 6));
452:
453: fctables[1] = tables[0].get();
454: fctables[2] = tables[1].get();
455: fctables[5] = tables[2].get();
456: fctables[6] = tables[3].get();
1.1.1.8 root 457: }
458:
459: // デストラクタ
460: m68030ATC::~m68030ATC()
1.1 root 461: {
462: }
463:
1.1.1.9 root 464: // ログレベルの設定。
465: // これは Object のオーバーライドではないが、同じ使い方をする。
466: void
467: m68030ATC::SetLogLevel(int loglevel_)
468: {
469: loglevel = loglevel_;
1.1.1.10 root 470: for (int i = 0; i < countof(tables); i++) {
471: auto *table = tables[i].get();
472: table->loglevel = loglevel_;
1.1.1.9 root 473: }
474: }
475:
1.1.1.10 root 476: // ATC をすべてフラッシュする。命令からコールされる
1.1 root 477: void
1.1.1.10 root 478: m68030ATC::flush()
1.1 root 479: {
1.1.1.10 root 480: for (int i = 0; i < countof(tables); i++) {
481: auto *table = tables[i].get();
482: table->Flush();
1.1 root 483: }
484: }
485:
1.1.1.10 root 486: // ATC の fc, mask が一致するエントリをフラッシュする。
487: // 命令からコールされる。
1.1 root 488: void
1.1.1.10 root 489: m68030ATC::flush(uint32 fc, uint32 mask)
1.1 root 490: {
1.1.1.10 root 491: for (uint i = 0; i < 8; i++) {
492: if (((i ^ fc) & mask) == 0) {
493: // FC が一致したテーブルを全フラッシュ
494: auto *table = fctables[i];
495: if (table) {
496: table->Flush();
497: }
1.1 root 498: }
499: }
500: }
501:
1.1.1.10 root 502: // ATC の fc, mask, addr が一致するエントリをフラッシュする。
503: // 命令からコールされる。
1.1 root 504: void
1.1.1.10 root 505: m68030ATC::flush(uint32 fc, uint32 mask, uint32 addr)
1.1 root 506: {
1.1.1.10 root 507: for (uint i = 0; i < 8; i++) {
508: if (((i ^ fc) & mask) == 0) {
509: // FC が一致したテーブルから addr が一致したエントリをフラッシュ
510: auto *table = fctables[i];
511: if (table) {
512: table->Flush(addr);
513: }
514: }
1.1 root 515: }
516: }
517:
518:
1.1.1.10 root 519: //
520: // ATC テーブル
521: //
1.1 root 522:
1.1.1.10 root 523: // アドレス変換の本来のフローはこんな感じだが、
524: //
525: // if (TT*.E || TC.E) {
526: // if (TT*.E が有効) {
527: // laddr,RW が TT[01] とマッチしたら、paddr = laddr,CI
528: // }
529: // if (TC.E が有効) {
530: // ATC とマッチしたら、paddr = atc[n].paddr,CI
531: // そうでなければ、 paddr = テーブルサーチ
532: // }
533: // } else {
534: // paddr = laddr (アドレス変換オフ)
535: // }
536: //
537: // ハッシュで一度に引く。
538: // switch (hash[laddr>>12]) {
539: // case HASH_TT:
540: // laddr,RW が TT[01] とマッチしたら、paddr = laddr,CI
541: // case HASH_ATC:
542: // paddr = atc[n].paddr,CI
543: // case HASH_NONE:
544: // TC.E なら paddr = テーブルサーチ
545: // そうでなければ、paddr = laddr (アドレス変換オフ)
546: // case HASH_SUB:
547: // PS が 4KB 未満だとハッシュの1エントリに2つ以上が混在するので、
548: // この場合は諦めて ATC を線形探索。通常起きないので性能無視。
549: // }
550:
551: // ATC テーブルは本来は 1つ(FC混合) x 22 ラインだが、
552: // 高速化のため FC別(4テーブル) x 22 ラインのモードを用意する。
553: // FC 混合版ではテーブルは tables[0] のみで、FC(1,0,2) は busaddr の
554: // 34-32 ビット部分として laddr と一緒に検索キーにする。
555: // FC 分離版ではテーブルは fctables[fc] で検索キーは laddr(下位32ビット部分)。
556: //
557: // ハッシュなのでライン間の順序関係はないが、LRU で古いのを捨てる時や
558: // PS<4K の時に前から探索する時のために、age を使った順序管理をする。
559: // ラインを使用するたびに age に ++latest_age を代入しておくことで、
560: // 順序が必要な時には age の大きい順にすれば最近使った順になる。
561: // 32 ビット符号なし整数が折り返すと事故るがたぶんそれより高い頻度で
562: // フラッシュが起きるんじゃないかな…
1.1 root 563:
1.1.1.10 root 564: // コンストラクタ
1.1.1.11! root 565: m68030ATCTable::m68030ATCTable(MPU68030Device *cpu_, uint fc_)
1.1 root 566: {
1.1.1.10 root 567: cpu = cpu_;
568: fc = fc_;
1.1 root 569:
1.1.1.10 root 570: std::fill(hash.begin(), hash.end(), HASH_NONE);
1.1 root 571:
1.1.1.10 root 572: latest_age = 0;
573: Flush();
1.1 root 574: }
575:
1.1.1.10 root 576: // デストラクタ
577: m68030ATCTable::~m68030ATCTable()
1.1 root 578: {
579: }
580:
1.1.1.10 root 581: // この ATC テーブルのエントリをすべてフラッシュする。
582: void
583: m68030ATCTable::Flush()
1.1 root 584: {
1.1.1.10 root 585: for (int i = 0; i < LINES; i++) {
586: Invalidate(&line[i]);
587: }
1.1 root 588: }
589:
1.1.1.10 root 590: // この ATC テーブルから addr が一致するエントリをすべてフラッシュする。
591: void
592: m68030ATCTable::Flush(uint32 addr)
1.1 root 593: {
1.1.1.10 root 594: for (int i = 0; i < LINES; i++) {
595: m68030ATCLine *a = &line[i];
596: if (a->GetTag() == addr) {
597: Invalidate(a);
1.1 root 598: }
599: }
600: }
601:
1.1.1.10 root 602: // この要素を先頭に移動。
603: inline void
604: m68030ATCTable::MoveHead(m68030ATCLine *a)
1.1 root 605: {
1.1.1.10 root 606: a->age = ++latest_age;
1.1 root 607: }
608:
1.1.1.10 root 609: // このテーブルのうち最も古い要素を差し出す。
1.1 root 610: m68030ATCLine *
1.1.1.10 root 611: m68030ATCTable::RemoveTail()
1.1 root 612: {
1.1.1.10 root 613: m68030ATCLine *a = NULL;
614: uint32 min = (uint32)~0;
615: uint32 minidx = 0;
1.1 root 616:
1.1.1.10 root 617: // 最後に使われたの (あるいは空き) を探す。
618: for (int i = 0; i < LINES; i++) {
619: if (line[i].IsInvalid()) {
620: a = &line[i];
621: break;
1.1 root 622: }
1.1.1.10 root 623: if (line[i].age < min) {
624: min = line[i].age;
1.1 root 625: minidx = i;
626: }
627: }
1.1.1.10 root 628: if (a == NULL) {
629: a = &line[minidx];
1.1 root 630: }
631:
1.1.1.10 root 632: // ハッシュから削除。
633: Invalidate(a);
1.1 root 634:
635: return a;
636: }
637:
1.1.1.10 root 638: // a からハッシュを作成する。
1.1 root 639: void
1.1.1.10 root 640: m68030ATCTable::MakeHash(m68030ATCLine *a)
1.1 root 641: {
1.1.1.10 root 642: uint32 addr4k = a->GetLAddr() >> 12;
643: int idx = a - &line[0];
644:
645: if (__predict_true(ps4k == 0)) {
646: hash[addr4k] = idx;
647: } else if (ps4k > 0) {
648: for (int i = 0; i < (1 << ps4k); i++) {
649: hash[addr4k + i] = idx;
650: }
651: } else {
652: hash[addr4k] = HASH_SUB;
1.1 root 653: }
654: }
655:
1.1.1.10 root 656: // ATC a を無効にする。すでに無効なら何もしない。
1.1 root 657: void
1.1.1.10 root 658: m68030ATCTable::Invalidate(m68030ATCLine *a)
1.1 root 659: {
1.1.1.10 root 660: if (a->IsValid()) {
661: // 有効ならハッシュから削除。
662: if (__predict_true(ps4k == 0)) {
663: uint32 addr4k = a->GetLAddr() >> 12;
664: hash[addr4k] = HASH_NONE;
665: } else if (ps4k > 0) {
666: // PS>4KB
667: uint32 addr4k = a->GetLAddr() >> 12;
668: for (int i = 0; i < (1U << ps4k); i++) {
669: hash[addr4k + i] = HASH_NONE;
670: }
671: } else {
672: // PS<4KB、自分が抜けることでこの枠が空くかどうか
673: InvalidateSub(a);
1.1 root 674: }
1.1.1.10 root 675:
676: a->Invalidate();
1.1 root 677: }
678: }
679:
1.1.1.10 root 680: // PS<4KB の場合に aa が抜けることでこの addr4k の枠が空けばハッシュから削除。
1.1 root 681: void
1.1.1.10 root 682: m68030ATCTable::InvalidateSub(const m68030ATCLine *aa)
1.1 root 683: {
1.1.1.10 root 684: const uint32 MASK_4K = 0xfffff000 | m68030ATCLine::INVALID;
685: uint32 target_laddr = aa->GetTag() & MASK_4K;
686: bool in_use = false;
687:
688: for (int i = 0; i < LINES; i++) {
689: auto *a = &line[i];
690: // 自分自身は今から削除予定なので除く。
691: if (a == aa) {
692: continue;
693: }
694: // それ以外で有効なものがあるか。
695: if ((a->GetTag() & MASK_4K) == target_laddr) {
696: in_use = true;
697: break;
1.1 root 698: }
699: }
700:
1.1.1.10 root 701: // 誰もいなくなれば削除。
702: if (in_use == false) {
703: hash[target_laddr >> 12] = HASH_NONE;
1.1 root 704: }
705: }
706:
1.1.1.10 root 707: // laddr を ATC から探す。見つからなければ NULL を返す。
708: m68030ATCLine *
709: m68030ATCTable::FindSub(const busaddr laddr)
1.1 root 710: {
1.1.1.10 root 711: uint32 addr = laddr.Addr() & cpu->mmu_tc.lmask;
712:
713: // 同じエントリはないはずなので、順序通りに探さなくてもいいはず。
714: for (int i = 0; i < LINES; i++) {
715: auto *a = &line[i];
716: if (a->GetTag() == addr) {
717: return a;
1.1 root 718: }
719: }
1.1.1.10 root 720: return NULL;
1.1 root 721: }
1.1.1.10 root 722:
723: // テーブルサーチを行う。
724: // テーブルという用語がぶつかっているので MMU Search にしてある。
725: m68030ATCLine *
726: m68030ATCTable::MMUSearch(busaddr laddr)
1.1 root 727: {
1.1.1.10 root 728: m68030ATCLine *a = RemoveTail();
729: a->tag = laddr.Addr() & cpu->mmu_tc.lmask;
730:
731: m68030MMU mmu(cpu, loglevel);
732: mmu.search(7, laddr);
733: mmu.make_atc(a);
734:
735: MakeHash(a);
736: return a;
1.1 root 737: }
738:
1.1.1.10 root 739: // デバッグ表示。
740: std::string
741: m68030ATCTable::LineToStr(const m68030ATCLine *a) const
1.1 root 742: {
1.1.1.10 root 743: uint32 laddr = a->GetLAddr();
744:
745: if (!a->IsBusError()) {
746: uint32 paddr = a->GetPAddr();
747: uint32 ci = a->IsCInhibit();
748: uint32 wp = a->IsWProtect();
749: uint32 mod = a->IsModified();
750: return indent_format(1,
751: "ATC: match %u:$%08x -> $%08x CI=%u WP=%u M=%u",
752: fc, laddr, paddr, ci, wp, mod);
753: } else {
754: return indent_format(1,
755: "ATC: match %u:$%08x -> BusErr",
756: fc, laddr);
1.1 root 757: }
758: }
759:
760:
761: //
762: // テーブルサーチ
763: //
764:
765: // コンストラクタ
1.1.1.11! root 766: m68030MMU::m68030MMU(MPU68030Device *cpu_, int loglevel_)
1.1 root 767: {
1.1.1.8 root 768: cpu = cpu_;
1.1.1.9 root 769: loglevel = loglevel_;
1.1 root 770:
771: m_type = INVALID;
772: x = -1;
773: }
774:
1.1.1.8 root 775: // デストラクタ
776: m68030MMU::~m68030MMU()
777: {
778: }
779:
1.1 root 780: // テーブルサーチのメイン部分。
781: // m_type および ATC 作成に必要な情報を埋めてから帰る。
782: // ATC は帰った先で作成する。
783: void
1.1.1.10 root 784: m68030MMU::search(int level, busaddr laddr)
1.1 root 785: {
786: const char *rpname;
1.1.1.10 root 787: uint32 addr;
788: uint32 fc;
1.1 root 789: int dt;
790: bool is_super;
791:
1.1.1.10 root 792: addr = laddr.Addr();
793: fc = laddr.GetFC();
1.1 root 794:
1.1.1.10 root 795: is_super = (fc & 0x04);
1.1 root 796:
797: // アドレスを (IS,) TIA .. TID に分解。
798: //
799: // TIA=$C, TIB=$A, (TIC = TID = 0), PS=$A の場合以下のようにする。
800: // 使ってない TIC, TID については cpu->mmu_tc->{tic,tid} == 0 で判断する。
801: //
802: // A B PS
803: // +----------------+--------------+--------------+
804: // $00A01A00 | 0000 0000 1010 | 0000 0001 10 | xx xxxx xxxx |
805: // +----------------+--------------+--------------+
806: // shift[TIA] =20 shift[TIB] =10
807: // lv[TIA].idx=0xA lv[TIB].idx=0x6
808: //
809: for (int i = TID; i >= TIA; i--) {
810: if (cpu->mmu_tc.tix[i] > 0) {
811: uint32 mask = cpu->mmu_tc.mask[i];
1.1.1.10 root 812: m_lv[i] = (addr >> cpu->mmu_tc.shift[i]) & mask;
1.1 root 813: }
814: }
1.1.1.10 root 815: m_lv[FCL] = fc;
1.1 root 816:
1.1.1.8 root 817: cpu->putlogf(3, [&] {
1.1 root 818: std::string buf;
819:
1.1.1.10 root 820: buf = indent_format(2, "search: laddr=$%08x ->", addr);
1.1 root 821: if (cpu->mmu_tc.is > 0)
1.1.1.10 root 822: buf += string_format(" IS=%u", cpu->mmu_tc.is);
1.1 root 823: if (cpu->mmu_tc.fcl)
1.1.1.10 root 824: buf += string_format(" FC=%u", m_lv[FCL]);
1.1 root 825: for (int i = TIA; i <= TID; i++) {
826: if (cpu->mmu_tc.tix[i] > 0) {
1.1.1.10 root 827: buf += string_format(" %s=%u($%0*x)",
1.1 root 828: m_lvname[i], cpu->mmu_tc.tix[i],
829: NIBBLE(cpu->mmu_tc.tix[i]), m_lv[i]);
830: }
831: }
1.1.1.6 root 832: return buf;
833: });
1.1 root 834:
1.1.1.9 root 835: // この辺に図9-26 の初期化だがコンストラクタで初期化済み。
1.1 root 836:
837: // ここから図9-25。
838:
839: // 使用するルートポインタを決定
840: if (cpu->mmu_tc.sre && is_super) {
841: rpname = "SRP";
842: m_desc1 = cpu->GetSRPh();
843: m_desc2 = cpu->GetSRPl();
844: } else {
845: rpname = "CRP";
846: m_desc1 = cpu->GetCRPh();
847: m_desc2 = cpu->GetCRPl();
848: }
849:
850: // ルートポインタの DT をチェック
851: dt = GET_DT(m_desc1);
1.1.1.9 root 852: MMULOG(3, 2, "%s: %s dt=%s", lam_func, rpname, dtname(dt));
1.1 root 853: switch (dt) {
1.1.1.8 root 854: case DT_INVALID:
855: // 無効は設定できないはずなので、ここに来ないはず
856: PANIC("%s.DT==Invalid", rpname);
857: break;
858:
1.1 root 859: case DT_PAGE: // ページディスクリプタ
860: m_type = EARLY;
861: return;
862:
863: case DT_VALID4: // 有効(4バイト)
864: case DT_VALID8: // 有効(8バイト)
865: // descsize は DT=$2 なら 4、DT=$3 なら 8 になる
866: m_descsize = 1 << dt;
867: m_lastsize = 8;
868: break;
869: }
870:
871: // 必要ならファンクションコード・ルックアップ
872: if (cpu->mmu_tc.fcl) {
873: x = FCL;
1.1.1.8 root 874: // たぶん検索レベルを1つ消費するはず。未確認。
875: level--;
876:
1.1.1.9 root 877: MMULOG(3, 2, "%s: %s tableaddr=$%08x idx=$%x", lam_func,
1.1 root 878: m_lvname[x], m_desc2, m_lv[x]);
879:
880: // ディスクリプタをフェッチ
881: if (fetch_desc(m_desc2, m_lv[x]) == false) {
882: return;
883: }
884:
885: // ディスクリプタタイプをチェック
886: dt = GET_DT(m_desc1);
887: switch (dt) {
888: case DT_INVALID: // 無効
889: m_type = INVALID;
890: return;
891:
892: case DT_PAGE: // ページディスクリプタ
893: m_type = EARLY;
894: return;
895:
896: case DT_VALID4: // 有効4バイト
897: case DT_VALID8: // 有効8バイト
898: m_lastsize = m_descsize;
899: m_descsize = 1 << dt;
900: break;
901: }
902: }
903:
904: // TIx のテーブルサーチに入る。図9-25 の下半分。
905:
1.1.1.8 root 906: for (x = TIA; x < level; x++) {
1.1 root 907: // リミットチェック
908: if (m_lastsize == 8 && limitcheck() == false) {
909: m_type = INVALID;
1.1.1.9 root 910: m_lim = true;
1.1 root 911: return;
912: }
913:
914: // テーブルアドレス
915: uint32 tableaddr;
916: tableaddr = (m_lastsize == 4) ? m_desc1 : m_desc2;
917: tableaddr &= 0xfffffff0;
1.1.1.9 root 918: MMULOG(3, 2, "%s: %s tableaddr=$%08x idx=$%x", lam_func,
1.1 root 919: m_lvname[x], tableaddr, m_lv[x]);
920:
921: // ディスクリプタをフェッチ
922: if (fetch_desc(tableaddr, m_lv[x]) == false) {
923: return;
924: }
925:
926: // ディスクリプタタイプをチェック
927: dt = GET_DT(m_desc1);
928: switch (dt) {
929: case DT_INVALID: // 無効
930: m_type = INVALID;
931: return;
932:
933: case DT_PAGE: // ページディスクリプタ
934: if (x == TID) {
935: m_type = NORMAL;
936: } else {
937: if (cpu->mmu_tc.tix[x + 1] == 0) {
938: m_type = NORMAL;
939: } else {
940: m_type = EARLY;
941: }
942: }
943: return;
944:
945: case DT_VALID4: // 有効4バイト
946: case DT_VALID8: // 有効8バイト
947: m_lastsize = m_descsize;
948: m_descsize = 1 << dt;
949:
950: if (x == TID || cpu->mmu_tc.tix[x + 1] == 0) {
951: // 間接
952: m_type = INDIRECT;
953:
954: // ディスクリプタをフェッチ
955: tableaddr = (m_lastsize == 4) ? m_desc1 : m_desc2;
956: tableaddr &= 0xfffffff0;
957: if (fetch_desc(tableaddr, 0) == false) {
958: return;
959: }
960: if (GET_DT(m_desc1) != DT_PAGE) {
961: m_type = INVALID;
962: }
963: return;
964: }
965: // 次段のサーチを繰り返す
1.1.1.8 root 966: break;
1.1 root 967: }
968: }
1.1.1.8 root 969:
970: // レベル上限にひっかかった場合、x は過ぎているので一つ戻しておく。
971: x--;
1.1 root 972: }
973:
974: // リミットチェックを実行。図9-28。
975: // 無効のケースに落ちたら false を返す。
976: bool
977: m68030MMU::limitcheck() const
978: {
1.1.1.8 root 979: uint16 limit = (m_desc1 >> 16) & 0x7fff;
1.1 root 980:
1.1.1.8 root 981: // 最上位ビットが L/U
982: if ((int32)m_desc1 < 0) {
983: if (m_lv[x] < limit) {
1.1.1.9 root 984: MMULOG(3, 2, "%s: $%04x < $%04x", lam_func, m_lv[x], limit);
1.1.1.8 root 985: return false;
986: }
987: } else {
988: if (m_lv[x] > limit) {
1.1.1.9 root 989: MMULOG(3, 2, "%s: $%04x > $%04x", lam_func, m_lv[x], limit);
1.1.1.8 root 990: return false;
991: }
1.1 root 992: }
993: return true;
994: }
995:
996: // ディスクリプタ中のフラグの更新 (を予約する)
997: #define UPDATE_DESC(flag) do { \
998: if ((m_desc1 & (flag)) == 0) { \
999: m_desc1 |= (flag); \
1000: do_write = true; \
1001: } \
1002: } while (0)
1003:
1004: // ディスクリプタのフェッチと、ヒストリおよびステータスの更新。
1005: // 図9-29。
1006: // ディスクリプタを取得できれば true、
1007: // ATC エントリの作成に向かう場合は false。
1008: bool
1009: m68030MMU::fetch_desc(uint32 tableaddr, int idx)
1010: {
1011: uint32 descaddr;
1012: bool do_write;
1013: uint dt;
1014:
1015: // ディスクリプタのアドレスを計算。ここだけマニュアルの説明が雑すぎ。
1016: // インダイレクトなら idx = 0 でコールしてあるので、
1017: // tableaddr がそのまま PA になるという寸法。
1018: descaddr = tableaddr + idx * m_descsize;
1.1.1.10 root 1019: MMULOG(3, 2, "%s: descsize=%u descaddr=$%08x", lam_func,
1.1 root 1020: m_descsize, descaddr);
1021:
1022: // バスエラー発生フラグをクリアしておく
1023: m_berr = false;
1024:
1025: // ディスクリプタを取得
1026: if (m_debugger) {
1027: // デバッガアクセス
1028: uint64 data;
1.1.1.10 root 1029: data = cpu->mainbus->Peek4(descaddr);
1.1 root 1030: if ((int64)data < 0) {
1031: goto buserr;
1032: }
1033: m_desc1 = data;
1034:
1035: if (m_descsize == 8) {
1.1.1.10 root 1036: data = cpu->mainbus->Peek4(descaddr + 4);
1.1 root 1037: if ((int64)data < 0) {
1038: goto buserr;
1039: }
1040: m_desc2 = data;
1041: }
1042: } else {
1.1.1.9 root 1043: busdata bd;
1.1 root 1044:
1.1.1.11! root 1045: bd = cpu->read_phys_4(descaddr);
1.1.1.9 root 1046: if (bd.IsBusErr()) {
1.1 root 1047: goto buserr;
1048: }
1.1.1.9 root 1049: m_desc1 = bd.Data();
1.1 root 1050:
1051: if (m_descsize == 8) {
1.1.1.11! root 1052: bd = cpu->read_phys_4(descaddr + 4);
1.1.1.9 root 1053: if (bd.IsBusErr()) {
1.1 root 1054: goto buserr;
1055: }
1.1.1.9 root 1056: m_desc2 = bd.Data();
1.1 root 1057: }
1.1.1.8 root 1058:
1059: m_lastaddr = descaddr;
1.1 root 1060: }
1061:
1062: // ディスクリプタタイプをチェック
1063: // DT は必ず最初のロングワードの下位2ビット。
1064: do_write = false;
1065: dt = GET_DT(m_desc1);
1.1.1.9 root 1066: MMULOG(3, 2, "%s: desc=%s dt=%s", lam_func,
1.1 root 1067: sprintf_desc().c_str(), dtname(dt));
1068: switch (dt) {
1069: case DT_INVALID: // 無効
1070: return true;
1071:
1072: case DT_PAGE: // ページディスクリプタ
1073: // U ビットを更新
1074: UPDATE_DESC(MMU_DESC_U);
1075:
1076: // 書き込み操作なら M を更新
1077: if (cpu->bus.IsWrite() && !m_ptest) {
1078: UPDATE_DESC(MMU_DESC_M);
1079: }
1080: // 図にはないけど、ATC 更新のためと PTEST のために
1081: // ページディスクリプタの M ビットを記録。
1082: if ((m_desc1 & MMU_DESC_M))
1.1.1.9 root 1083: m_m = true;
1.1 root 1084: break;
1085:
1086: case DT_VALID4: // 有効4バイト
1087: case DT_VALID8: // 有効8バイト
1088: // U ビットを更新
1089: UPDATE_DESC(MMU_DESC_U);
1090: break;
1091: }
1092:
1093: // デバッガ自身がアドレス変換を実施している時は書き込みは行わない
1094: if (m_debugger) {
1095: do_write = false;
1096: }
1097:
1098: // ライトライクルの実行
1099: if (do_write) {
1.1.1.11! root 1100: busdata bd = cpu->write_phys_4(descaddr, m_desc1);
1.1.1.9 root 1101: if (bd.IsBusErr()) {
1.1 root 1102: goto buserr;
1103: }
1104: // バス動作正常終了
1.1.1.9 root 1105: MMULOG(3, 2, "%s: desc=%s updated", lam_func, sprintf_desc().c_str());
1.1 root 1106: }
1107:
1.1.1.9 root 1108: // ステータス更新 (OR していく)
1.1 root 1109: // XXX 実際には CI はページディスクリプタにしかないけど
1.1.1.9 root 1110: m_wp |= (m_desc1 & MMU_DESC_WP);
1111: m_ci |= (m_desc1 & MMU_DESC_CI);
1112: if (__predict_false(m_descsize == 8)) {
1113: m_s |= (m_desc1 & MMU_DESC_S);
1.1 root 1114: }
1115:
1116: return true;
1117:
1118: // バスエラー
1119: buserr:
1120: m_type = INVALID;
1121: m_berr = true;
1122: return false;
1123: }
1124:
1125: // ATC エントリを作成。実行系用。
1126: // 図9-27 だが雑すぎ。
1127: void
1128: m68030MMU::make_atc(m68030ATCLine *a)
1129: {
1130: std::string buf;
1131: uint32 paddr;
1132:
1133: a->data = 0;
1134: switch (m_type) {
1135: case INVALID: // 無効
1136: a->data |= m68030ATCLine::BUSERROR;
1.1.1.9 root 1137: MMULOG(3, 2, "%s: type=INVALID -> BusErr", lam_func);
1.1 root 1138: return;
1139:
1140: case NORMAL: // ノーマル
1141: case INDIRECT: // 間接
1142: paddr = (m_descsize == 4) ? m_desc1 : m_desc2;
1.1.1.9 root 1143: MMULOG(3, 2, "%s: type=NORMAL paddr=$%08x", lam_func,
1144: paddr & 0xffffff00);
1.1 root 1145: break;
1146:
1147: case EARLY: // アーリーターミネーション
1148: paddr = (m_descsize == 4) ? m_desc1 : m_desc2;
1.1.1.9 root 1149: buf = string_format("type=EARLY paddr=$%08x", paddr & 0xffffff00);
1.1 root 1150:
1151: // 残ってるビットも足して返す
1152: for (int i = x + 1; i <= TID; i++) {
1153: if (cpu->mmu_tc.tix[i] > 0) {
1154: paddr |= m_lv[i] << cpu->mmu_tc.shift[i];
1155: buf += string_format(" +%s=%08x", m_lvname[i], paddr);
1156: }
1157: }
1.1.1.9 root 1158: MMULOG(3, 2, "%s: %s", lam_func, buf.c_str());
1.1 root 1159: break;
1160: default:
1.1.1.10 root 1161: PANIC("corrupted m_type=%u", (uint)m_type);
1.1 root 1162: }
1163:
1164: // PS の部分は反映しない
1165: a->paddr = paddr & cpu->mmu_tc.lmask;
1166:
1.1.1.9 root 1167: if (m_ci)
1168: a->data |= m68030ATCLine::CINHIBIT;
1.1 root 1169: if (m_wp)
1170: a->data |= m68030ATCLine::WPROTECT;
1171: if (m_m)
1172: a->data |= m68030ATCLine::MODIFIED;
1173: }
1174:
1175: // make_atc() と同様にテーブルサーチの結果から物理ページアドレスを返す。
1.1.1.9 root 1176: // バスエラーになるケースなら BusErr を返す。
1.1 root 1177: // デバッガアクセスなので、VM に一切干渉しない。
1.1.1.9 root 1178: busaddr
1179: m68030MMU::make_atc_debugger() const
1.1 root 1180: {
1.1.1.10 root 1181: busaddr paddr;
1.1 root 1182:
1183: switch (m_type) {
1184: case INVALID: // 無効
1.1.1.10 root 1185: paddr = BusAddr::BusErr;
1.1 root 1186: break;
1187:
1188: case NORMAL: // ノーマル
1189: case INDIRECT: // 間接
1.1.1.10 root 1190: {
1191: uint32 descaddr;
1192: descaddr = (m_descsize == 4) ? m_desc1 : m_desc2;
1193: descaddr &= 0xffffff00;
1194: paddr = busaddr(descaddr);
1.1 root 1195: break;
1.1.1.10 root 1196: }
1.1 root 1197:
1198: case EARLY: // アーリーターミネーション
1.1.1.10 root 1199: {
1200: uint32 descaddr;
1201: descaddr = (m_descsize == 4) ? m_desc1 : m_desc2;
1202: descaddr &= 0xffffff00;
1.1 root 1203: // 残ってるビットも足して返す
1204: for (int i = x + 1; i <= TID; i++) {
1205: if (cpu->mmu_tc.tix[i] > 0) {
1.1.1.10 root 1206: descaddr |= m_lv[i] << cpu->mmu_tc.shift[i];
1.1 root 1207: }
1208: }
1.1.1.10 root 1209: paddr = busaddr(descaddr);
1.1 root 1210: break;
1.1.1.10 root 1211: }
1.1.1.9 root 1212:
1.1 root 1213: default:
1.1.1.10 root 1214: PANIC("corrupted m_type=%u", (uint)m_type);
1.1 root 1215: }
1.1.1.9 root 1216:
1.1.1.10 root 1217: paddr |= BusAddr::TableSearched;
1.1 root 1218: return paddr;
1219: }
1220:
1221: // ディスクリプタ表示用の文字列を返す。
1222: // m_descsize によって m_desc1, m_desc2 を適切に文字列にする。
1223: std::string
1224: m68030MMU::sprintf_desc()
1225: {
1226: std::string buf;
1227:
1228: if (m_descsize == 4) {
1229: buf = string_format("%08x", m_desc1);
1230: } else {
1231: buf = string_format("%08x_%08x", m_desc1, m_desc2);
1232: }
1233:
1234: // フラグの出現条件がややこしいので注意
1235: int dt = GET_DT(m_desc1);
1236: buf += string_format(" (%s%s%s%c%c)",
1237: ((m_descsize == 4) ? "x" : ((m_desc1 & MMU_DESC_S) ? "S" : "-")),
1238: ((dt != DT_PAGE) ? "x" : ((m_desc1 & MMU_DESC_CI) ? "C" : "-")),
1239: ((dt != DT_PAGE) ? "x" : ((m_desc1 & MMU_DESC_M) ? "M" : "-")),
1240: (m_desc1 & MMU_DESC_U) ? 'U' : '-',
1241: (m_desc1 & MMU_DESC_WP) ? 'W' : '-'
1242: );
1243:
1244: return buf;
1245: }
1246:
1247: // ディスクリプタタイプ文字列 (デバッグ用)
1248: const char *
1249: m68030MMU::dtname(uint32 dt)
1250: {
1251: static char buf[32];
1252: switch (dt) {
1253: case DT_INVALID: return "invalid";
1.1.1.4 root 1254: case DT_PAGE: return "page";
1.1 root 1255: case DT_VALID4: return "valid4";
1256: case DT_VALID8: return "valid8";
1257: }
1.1.1.10 root 1258: snprintf(buf, sizeof(buf), "(invalid DT %u)", dt);
1.1 root 1259: return buf;
1260: }
1261:
1262: // デバッグ用文字列
1263: const char * const m68030MMU::m_lvname[MAX_LV] = {
1264: "TIA",
1265: "TIB",
1266: "TIC",
1267: "TID",
1268: "FCL", // この順ではないが、便宜上ここにおいてある
1269: };
1270:
1271: //
1272: // アドレス変換
1273: //
1274:
1.1.1.9 root 1275: // 論理アドレスが TT0/TT1 どちらかと一致すれば (bus.ci を更新して) true を返す。
1.1 root 1276: // 一致しなければ false を返す。
1.1.1.8 root 1277: bool
1.1.1.11! root 1278: MPU68030Device::CheckTT()
1.1 root 1279: {
1280: bool ci;
1281: int match;
1282:
1283: match = 0;
1284: ci = false;
1285: for (int i = 0; i < 2; i++) {
1.1.1.8 root 1286: const m68030TT& tt = mmu_tt[i];
1.1.1.9 root 1287: if (tt.Match(bus.laddr)) {
1.1 root 1288: // 一致した
1289: match += i + 1;
1290: ci |= tt.ci != 0;
1.1.1.10 root 1291: putlog(3, " %s: TT%u match", __func__, i);
1.1 root 1292: }
1293: }
1294:
1295: // 一致したら PA <- LA
1296: if (match != 0) {
1.1.1.9 root 1297: putlog(3, "%s: result %08x (match TT%s)", __func__,
1.1.1.10 root 1298: bus.laddr.Addr(),
1.1 root 1299: (match == 3) ? "0 and TT1" : ((match == 1) ? "0" : "1"));
1.1.1.9 root 1300: bus.ci = ci;
1.1 root 1301: return true;
1302: }
1303: return false;
1304: }
1305:
1.1.1.10 root 1306: // リード/フェッチ用のアドレス変換を行う。
1.1 root 1307: // 変換できれば true、バスエラーなら false を返す。
1308: bool
1.1.1.11! root 1309: MPU68030Device::TranslateRead()
1.1 root 1310: {
1.1.1.10 root 1311: m68030ATCLine *a;
1312: busaddr& laddr = bus.laddr;
1313: uint32 addr = laddr.Addr();
1314: uint32 fc = laddr.GetFC();
1.1.1.9 root 1315:
1.1 root 1316: // 状態表示
1.1.1.9 root 1317: putlog(3, "%s: enter %c:$%08x pc=%c:$%08x", __func__,
1.1.1.10 root 1318: (laddr.IsSuper() ? 'S' : 'U'),
1319: addr,
1.1.1.8 root 1320: IsSuper() ? 'S' : 'U',
1321: ppc);
1.1 root 1322:
1323:
1.1.1.10 root 1324: m68030ATCTable *table = atc.fctables[fc];
1325: uint8 n = table->hash[addr >> 12];
1326: if (__predict_true((int8)n >= 0)) {
1327: // ATC #(n)
1328: table->atcstat.total++;
1329: a = &table->line[n];
1330: } else {
1331: if (n == m68030ATCTable::HASH_NONE) {
1332: if (__predict_true(mmu_tc.e)) {
1333: // TC.E 有効で対応なしなら、テーブルサーチ。
1334: table->atcstat.total++;
1335: table->atcstat.miss++;
1336: a = table->MMUSearch(laddr);
1337: } else {
1338: // TC.E 無効。(total もカウントしない)
1339: return true;
1340: }
1341: } else if (n == m68030ATCTable::HASH_TT) {
1342: // TT。CheckTT で外れたかどうかはカウントしない。ほぼ 0 なので。
1343: table->atcstat.total++;
1344: table->atcstat.tthit++;
1345: if (__predict_true(CheckTT())) {
1346: return true;
1347: } else {
1348: return false;
1349: }
1350: } else {
1351: // PS<4KB でマッチしたので再検査。
1352: table->atcstat.total++;
1353: a = table->FindSub(laddr);
1354: if (a == NULL) {
1355: table->atcstat.miss++;
1356: a = table->MMUSearch(laddr);
1357: }
1.1 root 1358: }
1359: }
1360:
1.1.1.10 root 1361: // ATC a でマッチした
1362: table->MoveHead(a);
1363: putlog(3, "%s", table->LineToStr(a).c_str());
1364: if (__predict_false(a->IsBusError())) {
1365: return false;
1366: }
1367: bus.paddr.ChangeAddr(a->GetPAddr() | (addr & mmu_tc.pgmask));
1368: bus.ci = a->IsCInhibit();
1.1 root 1369: return true;
1370: }
1371:
1372: // ライト用のアドレス変換を行う。
1373: // 変換できれば true、バスエラーなら false を返す。
1374: bool
1.1.1.11! root 1375: MPU68030Device::TranslateWrite()
1.1 root 1376: {
1.1.1.10 root 1377: m68030ATCLine *a;
1378: busaddr& laddr = bus.laddr;
1379: uint32 addr = laddr.Addr();
1380: uint32 fc = laddr.GetFC();
1.1.1.9 root 1381:
1.1 root 1382: // 状態表示
1.1.1.9 root 1383: putlog(3, "%s: enter %c:$%08x pc=%c:$%08x", __func__,
1.1.1.10 root 1384: (laddr.IsSuper() ? 'S' : 'U'),
1385: addr,
1.1.1.8 root 1386: IsSuper() ? 'S' : 'U',
1387: ppc);
1.1 root 1388:
1.1.1.10 root 1389: m68030ATCTable *table = atc.fctables[fc];
1390: uint8 n = table->hash[addr >> 12];
1391: if (__predict_true((int8)n >= 0)) {
1392: // ATC #(n)
1393: table->atcstat.total++;
1394: a = &table->line[n];
1395: } else {
1396: if (n == m68030ATCTable::HASH_NONE) {
1397: if (__predict_true(mmu_tc.e)) {
1398: // TC.E 有効で対応なしなら、テーブルサーチ。
1399: table->atcstat.total++;
1400: table->atcstat.miss++;
1401: a = table->MMUSearch(laddr);
1402: } else {
1403: // TC.E 無効。(total もカウントしない)
1404: return true;
1405: }
1406: } else if (n == m68030ATCTable::HASH_TT) {
1407: // TT。CheckTT で外れたかどうかはカウントしない。ほぼ 0 なので。
1408: table->atcstat.total++;
1409: table->atcstat.tthit++;
1410: if (__predict_true(CheckTT())) {
1411: return true;
1412: } else {
1413: return false;
1414: }
1415: } else {
1416: // PS<4KB でマッチしたので再検査。
1417: table->atcstat.total++;
1418: a = table->FindSub(laddr);
1419: if (a == NULL) {
1420: table->atcstat.miss++;
1421: a = table->MMUSearch(laddr);
1422: }
1.1 root 1423: }
1424: }
1425:
1.1.1.10 root 1426: // ATC a でマッチした
1427: table->MoveHead(a);
1.1 root 1428:
1.1.1.10 root 1429: if (__predict_false(a->IsBusError())) {
1430: return false;
1431: }
1432: if (__predict_false(a->IsWProtect())) {
1433: // Write アクセスで WP が立ってたらバスエラー
1434: putlog(3, "%s: result Buserr (ATC:WP)", __func__);
1435: return false;
1.1 root 1436: }
1437:
1.1.1.10 root 1438: putlog(3, "%s", table->LineToStr(a).c_str());
1439: bus.paddr.ChangeAddr(a->GetPAddr() | (addr & mmu_tc.pgmask));
1440: bus.ci = a->IsCInhibit();
1.1 root 1441: return true;
1442: }
1443:
1444: // ピーク用のアドレス変換を行う。
1.1.1.9 root 1445: // 変換できれば対応する物理アドレスを、バスエラーなら BusErr を返す。
1446: // テーブルサーチを行ったら TableSearched ビットを立てる。
1447: busaddr
1.1.1.11! root 1448: MPU68030Device::TranslatePeek(busaddr laddr)
1.1 root 1449: {
1.1.1.10 root 1450: const m68030ATCLine *a;
1.1.1.9 root 1451: busaddr paddr;
1.1.1.10 root 1452: uint32 addr = laddr.Addr();
1453: uint32 fc = laddr.GetFC();
1.1 root 1454:
1455: // 状態表示
1.1.1.9 root 1456: putlog(3, "%s: enter %c:$%08x", __func__,
1.1.1.10 root 1457: (laddr.IsSuper() ? 'S' : 'U'),
1458: addr);
1.1 root 1459:
1.1.1.10 root 1460: m68030ATCTable *table = atc.fctables[fc];
1461: uint8 n = table->hash[addr >> 12];
1462: if (__predict_true((int8)n >= 0)) {
1463: // ATC #(n)
1464: a = &table->line[n];
1465: atc_found:
1466: paddr = busaddr(a->GetPAddr());
1467: paddr |= addr & mmu_tc.pgmask;
1468: putlog(3, "%s: result $%08x (match atc)", __func__, paddr.Addr());
1469: return paddr;
1470: } else {
1471: if (++n == 0) {
1472: if (__predict_true(mmu_tc.e)) {
1473: table_search:
1474: // TC.E 有効で対応なしなら、こっそりテーブルサーチ。
1475:
1476: // mmu.search() はさすがに bus を使うので事前に退避。
1477: m68kbus backup = bus;
1478:
1479: m68030MMU mmu(this, loglevel);
1480: mmu.m_debugger = true;
1481: mmu.search(7, laddr);
1482: paddr = mmu.make_atc_debugger();
1483: // リストア
1484: bus = backup;
1485:
1486: if (paddr.IsBusErr()) {
1487: // TC が有効だがヒットしなかったらバスエラー
1488: putlog(3, "%s: result BusErr", __func__);
1489: } else {
1490: paddr |= addr & mmu_tc.pgmask;
1491: putlog(3, "%s: result $%08x (table search)",
1492: __func__, paddr.Addr());
1493: }
1494: return paddr;
1495: } else {
1496: // TC.E 無効
1497: paddr = laddr;
1498: putlog(3, "%s: result $%08x (no translation)",
1499: __func__, paddr.Addr());
1.1.1.5 root 1500: return paddr;
1501: }
1.1.1.10 root 1502: } else if (++n == 0) {
1503: // TT をこっそりチェック。
1504: for (int i = 0; i < 2; i++) {
1505: m68030TT& tt = mmu_tt[i];
1506: if (tt.Match(laddr)) {
1507: // 一致した。
1508: // CI はここでは使わないため、一致したことだけわかればよい
1509: putlog(3, "%s: result $%08x (match tt)",
1510: __func__, paddr.Addr());
1511: return paddr;
1512: }
1513: }
1514: return BusAddr::BusErr;
1.1.1.9 root 1515: } else {
1.1.1.10 root 1516: // PS<4KB でマッチしたので再検査。
1517: a = table->FindSub(laddr);
1518: if (a) {
1519: goto atc_found;
1520: } else {
1521: goto table_search;
1522: }
1.1.1.9 root 1523: }
1.1 root 1524: }
1525: }
1526:
1527: //
1528: // 命令
1529: //
1530:
1.1.1.8 root 1531: // ir2 の下位5ビットから FC を返す。
1.1 root 1532: // 不当パターンなら C++ の例外をスローする。
1.1.1.8 root 1533: uint32
1.1.1.11! root 1534: MPU68030Device::get_fc()
1.1 root 1535: {
1.1.1.8 root 1536: uint fcfield = ir2 & 0x1f;
1.1 root 1537:
1538: if (fcfield == 0) {
1.1.1.9 root 1539: return reg.GetSFC();
1.1 root 1540: } else if (fcfield == 1) {
1.1.1.9 root 1541: return reg.GetDFC();
1.1 root 1542: } else if (fcfield < 0x08) {
1543: // break;
1544: } else if (fcfield < 0x10) {
1.1.1.8 root 1545: return reg.D[fcfield & 7] & 7;
1.1 root 1546: } else if (fcfield < 0x18) {
1547: return fcfield & 7;
1548: }
1549: // 不当命令
1.1.1.8 root 1550: throw M68K::EXCEP_ILLEGAL;
1.1 root 1551: }
1552:
1553: // MMU 不当命令 (2ワード目で確定)
1.1.1.8 root 1554: void
1.1.1.11! root 1555: MPU68030Device::mmu_op_illg2()
1.1 root 1556: {
1.1.1.8 root 1557: putlog(1, "MMU illegal instruction %04x %04x", ir, ir2);
1558: Exception(M68K::EXCEP_FLINE);
1.1 root 1559: }
1560:
1561: // PFLUSH fc,#mask 命令 (EA を持たない方)
1562: void
1.1.1.11! root 1563: MPU68030Device::mmu_op_pflush()
1.1 root 1564: {
1565: uint32 mask;
1566: uint32 fc;
1567:
1.1.1.8 root 1568: mask = (ir2 >> 5) & 7;
1569: fc = get_fc();
1570: atc.flush(fc, mask);
1.1 root 1571: }
1572:
1573: // PFLUSH fc,#mask,ea 命令
1574: void
1.1.1.11! root 1575: MPU68030Device::mmu_op_pflush_ea()
1.1 root 1576: {
1577: uint32 ea;
1578: uint32 mask;
1579: uint32 fc;
1580:
1.1.1.8 root 1581: ea = cea_copro();
1582: mask = (ir2 >> 5) & 7;
1583: fc = get_fc();
1584: atc.flush(fc, mask, ea);
1.1 root 1585: }
1586:
1587: // PLOADR/PLOADW 命令
1588: void
1.1.1.11! root 1589: MPU68030Device::mmu_op_pload()
1.1 root 1590: {
1591: uint32 ea;
1592: uint32 fc;
1.1.1.10 root 1593: busaddr laddr;
1.1 root 1594:
1.1.1.8 root 1595: if ((ir2 & 0x01e0) != 0) {
1596: mmu_op_illg2();
1.1 root 1597: return;
1598: }
1.1.1.8 root 1599: ea = cea_copro();
1600: fc = get_fc();
1.1 root 1601:
1602: // 実効アドレスを論理アドレスとする ATC を作成。
1603: // ってこれでいいのか?
1.1.1.8 root 1604: if ((ir2 & 0x0200)) {
1.1.1.10 root 1605: laddr = busaddr(ea) | busaddr::FC(fc) | BusAddr::R;
1.1 root 1606: } else {
1.1.1.10 root 1607: laddr = busaddr(ea) | busaddr::FC(fc) | BusAddr::W;
1608: }
1609:
1610: m68030ATCTable *table = atc.fctables[fc];
1611: uint8 n = table->hash[laddr.Addr() >> 12];
1612: if ((int8)n >= 0) {
1613: // すでにエントリがある場合
1614: if (laddr.IsWrite() == false) {
1615: return;
1616: }
1617: // 命令が ploadw でエントリが WProtect==0 && Modified==0 なら、
1618: // 一回破棄して書き込み用に作り直すため下に合流。
1619: m68030ATCLine *a = &table->line[n];
1620: if (a->IsWProtect() == false && a->IsModified() == false) {
1621: table->Invalidate(a);
1622: n = m68030ATCTable::HASH_NONE;
1623: // FALLTHORUGH
1624: } else {
1625: return;
1626: }
1627: }
1628: if (n == m68030ATCTable::HASH_NONE || n == m68030ATCTable::HASH_SUB) {
1629: if (__predict_true(mmu_tc.e)) {
1630: // TC.E 有効で対応なしなら、テーブルサーチを行って
1631: // ATC を作成。
1632: m68030ATCLine *a __unused;
1633: a = table->MMUSearch(laddr);
1634: } else {
1635: // TC.E 無効なら何もしない?
1636: return;
1637: }
1638: } else if (n == m68030ATCTable::HASH_TT) {
1639: // TT の領域なら何もしてはいけない。
1640: return;
1.1 root 1641: }
1642: }
1643:
1644: // PTESTR/PTESTW 命令
1645: void
1.1.1.11! root 1646: MPU68030Device::mmu_op_ptest()
1.1 root 1647: {
1.1.1.8 root 1648: uint level = (ir2 >> 10) & 7;
1.1.1.10 root 1649: busaddr rw = (ir2 & 0x0200) ? BusAddr::R : BusAddr::W;
1.1.1.8 root 1650: uint rn = (ir2 >> 5) & 0xf;
1.1 root 1651: uint32 ea;
1652: uint32 fc;
1653: uint16 mmusr;
1654:
1.1.1.8 root 1655: ea = cea_copro();
1656: fc = get_fc();
1657: mmusr = 0;
1.1 root 1658:
1659: if (level == 0) {
1.1.1.8 root 1660: if (rn != 0) {
1661: // レベル0で An 指定なら Fライン例外
1662: mmu_op_illg2();
1663: return;
1664: }
1.1 root 1665:
1.1.1.8 root 1666: // laddr は IS と PS のところを落としたもの。
1667: // ssw_laddr のアドレスは IS を落とさないもの (PSは不問)。
1.1.1.10 root 1668: busaddr laddr = busaddr(ea) | busaddr::FC(fc) | rw;
1669: uint32 addr = ea & mmu_tc.lmask;
1670:
1671: m68030ATCTable *table = atc.fctables[fc];
1672: m68030ATCLine *a = NULL;
1673: uint8 n = table->hash[addr >> 12];
1674: if (__predict_true((int8)n >= 0)) {
1675: // ATC #(n) で見付かった。
1676: a = &table->line[n];
1677: } else {
1678: if (n == m68030ATCTable::HASH_NONE) {
1679: // ATC に見付からなかった。Invalid を立てる。
1680: mmusr = m68030MMUSR::I;
1681: } else if (n == m68030ATCTable::HASH_TT) {
1682: for (int i = 0; i < 2; i++) {
1683: m68030TT& tt = mmu_tt[i];
1684: if (tt.Match(laddr)) {
1685: mmusr |= m68030MMUSR::T;
1686: }
1687: }
1688: } else {
1689: // PS<4KB
1690: a = table->FindSub(laddr);
1691: if (a == NULL) {
1692: mmusr = m68030MMUSR::I;
1693: }
1694: }
1695: }
1.1.1.8 root 1696:
1697: if (a) {
1.1.1.10 root 1698: // 見付かれば Modified 等の状態を返す。
1.1.1.8 root 1699: if (a->IsBusError()) {
1700: mmusr |= m68030MMUSR::B;
1701: } else if (a->IsWProtect()) {
1702: mmusr |= m68030MMUSR::W;
1703: } else if (a->IsModified()) {
1704: mmusr |= m68030MMUSR::M;
1705: }
1.1 root 1706: }
1707: } else {
1.1.1.8 root 1708: // レベル 1-7 ならテーブルサーチを実行。
1709:
1.1.1.10 root 1710: m68030MMU mmu(this, loglevel);
1711: mmu.m_ptest = true;
1712: mmu.search(level, busaddr(ea) | busaddr::FC(fc) | rw);
1.1.1.8 root 1713:
1.1.1.10 root 1714: if (mmu.m_berr) {
1.1 root 1715: mmusr |= m68030MMUSR::B;
1716: }
1.1.1.10 root 1717: if (mmu.m_lim) {
1.1.1.8 root 1718: // XXX not tested
1719: mmusr |= m68030MMUSR::L;
1720: }
1.1.1.10 root 1721: if (mmu.m_s && (fc & 4)) {
1.1.1.8 root 1722: // XXX not tested
1723: mmusr |= m68030MMUSR::S;
1724: }
1.1.1.10 root 1725: if (mmu.m_wp) {
1.1.1.8 root 1726: mmusr |= m68030MMUSR::W;
1727: }
1.1.1.10 root 1728: if (mmu.m_type == INVALID) {
1.1.1.8 root 1729: mmusr |= m68030MMUSR::I;
1730: }
1.1.1.10 root 1731: if (mmu.m_m) {
1.1.1.8 root 1732: mmusr |= m68030MMUSR::M;
1733: }
1734: // N を求める。
1735: // もともとそういう風には出来ていないので逆算している。
1736: int n;
1737: if (mmu_tc.fcl) {
1738: // たぶんファンクションテーブルで1段消費する? (未確認)
1.1.1.10 root 1739: if (mmu.x == FCL) {
1.1.1.8 root 1740: n = 1;
1741: } else {
1.1.1.10 root 1742: n = mmu.x + 2;
1.1.1.8 root 1743: }
1744: } else {
1.1.1.10 root 1745: n = mmu.x + 1;
1.1.1.8 root 1746: }
1747: mmusr |= n;
1748:
1749: // アドレスレジスタ指定があれば、最後のディスクリプタアドレスを返す。
1750: // rn は有効なら 8-15。
1751: if (rn != 0) {
1752: // XXX 途中でバスエラーが起きるケースは未実装
1.1.1.10 root 1753: if (mmu.m_berr == false) {
1754: reg.R[rn] = mmu.m_lastaddr;
1.1.1.8 root 1755: }
1756: }
1.1 root 1757: }
1758:
1.1.1.8 root 1759: SetMMUSR(mmusr);
1.1 root 1760: }
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